倾斜平面上的质量
让我们从物理和力学课程中实现一个简单的模型,看看在Engee物理建模环境中计算这个系统的行为是否容易。
模型描述
让我们考虑一个关于给定质量的载荷在已知摩擦参数的表面上滑动的简单问题。
 
这些任务的计算通常是为了教学目的而进行的。 这个问题制定得很好,很容易转化为现实(甚至不像带有线圈的翻转块),它的解决方案显示了结合和操纵物理和数学有用抽象的能力。
在一维建模包中解决这样的问题需要一些保留。 出于第一个目的,这些包不考虑物体的相对运动,因此我们不会看到倾斜的表面,也无法倾斜它来进行物理模拟。
Engee物理建模模块旨在计算单个呈现情况的动态,我们的任务完全符合这一说法。
让我们从货物的角度考虑这个系统的方案:
 
在货物上(Масса)只有重力作用(加速度9.81乘以质量减去由支撑物的反应补偿的重力的分量)和摩擦(其方向没有起到很大的作用,尽管工作台的倾斜可能会影响参数)。
负载*"不知道"*在什么角度的工作台倾斜。 但他觉得一定的力量组合,这是在他的病情的变化表示。 负载的运动由传感器检测并相对于某个支撑进行测量。
一个重要的注意事项。摩擦力与支撑的反作用力成比例计算(). 这个表达式应该写在块中
Трение在参数干摩擦**中,当改变工作台的倾斜时,您将需要进入块Трение并更新值。
更复杂的实验
如果我们想在这个模型中添加更多的交互呢? 该模型仍然清晰,即使没有阅读随附的描述,也可以被各种各样的专家理解。
 
我们在模型中添加了另一个。 Массу 5 кг,挂在缠绕在绳子上 Катушку 10 см (直径),其刚性地连接到另一个 Катушкой 5 см (它们的轴上有摩擦)并防止打滑 Массы 10 кг 到板凳上去。
计算模型
有很多方法可以运行此模型。 他们中的一个是打开它在画布上Engee和点击开始按钮 和研究图形面板图 .
另一种选择是从脚本运行模型并获取数据以供进一步分析。:
model = engee.open("Масса на наклонной плоскости.engee");
data = engee.run(model)
在结构 data 它包含几个表,其中一个表对应于一个变量 x,其中在重力的影响下,一些质量的物体在具有给定摩擦力的表面上行进的路径被保留。
experiment_1 = collect(data["Перемещение массы"]);
experiment_2 = collect(data["Перемещение массы-2"]);
让我们打印一个图表。
plot(experiment_1.time, experiment_1.value, title="Перемещение массы по наклонной скамье", label="Без противовеса", titlefont=font(11), markershape=:o)
plot!(experiment_2.time, experiment_2.value, label="С противовесом", markershape=:o)
正如我们所看到的,配重将质量块拉到工作台上,并且在传感器坐标系中它执行负位移(路径不能为负)。
结论
物理教科书中的经典问题很可能无法进一步简化,只会使描述复杂化,转而采用自动化解决方案。 但在严肃的工程项目中,需要的通常不是通用的物理建模环境,而是对特定现象的良好理解的描述,从不必要的交互中抽象出来。
一维建模为计算物理问题提供了一种相当方便的形式主义。 在这里,您可以使用力或位移传感器来解决简单的基本任务,模型的图形性质允许您将它们组合成子系统或简单地组装相当复杂和可视化的计算实验。